登录| 注册    
收藏  点赞 

远缘杂交育种

远缘杂交开辟了广阔的前途。通过远缘杂交,可以完成近缘杂交育种不能完成的育种任务,如日本学者用结球甘蓝和大白菜杂交得到抗病性强的白蓝新种,法国学者通过用雄性不育的萝卜与芜菁甘蓝杂交,获得了甘蓝的胞质不育材料。远缘杂交不亲和性及克服途径远缘杂交往往不能结子或种子极少或只有发育不全的秕子,这是因父母本的亲缘关系远,二者的性器官不亲和造成。一般亲缘关系越远,越不易得到有生活力的种子。

选用种以上亲缘关系较远的适当物种进行杂交获得杂种,通过多代选择、品种试验和鉴定育成优良新品种的育种方法之一。远缘杂交可分为精卵结合型和非精卵结合型两类。前者是通过受精过程形成的真正杂种,杂种具有父母本的整套染色体;而后者则是卵细胞获得父本的部分遗传物质而形成的杂种。远缘杂交包括有性和无性两种方式,番茄和龙葵的嫁接嵌合体就属于无性远缘杂种。20世纪70年代发展起来的体细胞杂交(原生质体融合)为无性远缘杂交开辟了广阔的前途。通过远缘杂交,可以完成近缘杂交育种不能完成的育种任务,如日本学者用结球甘蓝和大白菜杂交得到抗病性强的白蓝新种,法国学者通过用雄性不育的萝卜与芜菁甘蓝杂交,获得了甘蓝的胞质不育材料。

远缘杂交不亲和性及克服途径

远缘杂交往往不能结子或种子极少或只有发育不全的秕子,这是因父母本的亲缘关系远,二者的性器官不亲和造成。一般亲缘关系越远,越不易得到有生活力的种子。克服远缘杂交不亲和性可采取染色体加倍的方法,二倍体甘蓝与白菜直接杂交不易成功,如先加倍成四倍体再杂交,则杂交所结种子增多。适当选配亲本,如以秘鲁番茄为母本与栽培番茄杂交,不亲和,但反交则可获得种子。幼胚常会败育,需通过胚培养才能获得杂种植株。在不同的种间杂交时,有时因所选品种不同,杂交成功率也不同,因此应多选几个品种进行杂交。当两个种有亲缘关系而染色体数目不同时,一般以染色体数目多的作母本杂交较易成功。当两个种不易直接杂交成功时,有时可选一个与这两个种都有亲缘关系的第三者作为媒介,把一个亲本先与媒介者杂交,得到杂种后再与第二个亲本杂交,这样可能获得成功。此外,用混合授粉法也能促进远缘杂交的成功,具体做法:一种是授予远缘亲本的花粉后,隔4~5小时再授予母本近缘花粉;另一种是将远缘花粉和少量近缘花粉混合后同时授于母本柱头上。在以上二种情况下,近缘花粉起了蒙导作用,能促进远缘花粉的萌发和花粉管的生长。在开花前后不同时期重复授粉也能促进远缘杂交后结子,因为这样可使母本柱头在最适宜的时期和环境下受精。当远缘花粉在母本柱头上由于营养条件不适或缺乏某种酶或激素时,将父本柱头组织磨碎后挤出的汁液涂在母本柱头上,再授以父本花粉,可使某些远缘杂交获得种子。此外用萘乙酸等激素或微量硼等处理柱头也有促进花粉发芽和花粉管生长的作用。

远缘杂交不育性及克服途径

在远缘杂交中,有时虽产生了受精卵,但由于生理机能不协调,不能发育成健全的种子,有时种子虽已形成,但不能发芽或发芽后不能发育成正常的植株,上述现象称为杂交不育性。当受精卵只发育成胚而无胚乳,或胚与胚乳的发育不协调时,可用胚胎培养法使胚胎发育成幼苗。改善发芽和生长条件,有利于杂种种子的成苗,如种皮过厚可刺破种皮以利吸水;用富含腐殖质的消过毒的土壤播种,有利于发育不良杂种种子的出苗;如幼苗出土后由于根系发育不良而引起夭亡,可将杂种幼苗嫁接到母本幼苗上,使杂种能正常生长发育。

杂种不稔性及克服途径

远缘杂种植株有时虽能开花,但由于减数分裂时染色体不能正常联会,不能产生正常的配子,以致不能结子,这种现象称为不稔性。克服杂种不稔性的方法:①染色体加倍:可克服由于染色体不能正常联会而造成的不稔性,因为加倍后染色体可以配对,便能正常结子。如大白菜和结球甘蓝的杂种白蓝经染色体加倍后形成的双二倍体能正常结子。②回交:当远缘杂种由于花粉败育不能形成后代时,可用远缘杂种作母本,以亲本之一作父本进行回交。究竟和哪个亲本回交,则要看哪个亲本较能提高稔性及育种的目标,如大白菜和结球甘蓝的杂种与白菜回交较能提高稔性。为了防止远缘杂种迅速恢复成轮回亲本的性状,最好选用同种的其他品种作为轮回亲本。③通过选择稔性较高的分离个体以提高稔性。④延长杂种个体的寿命,在有的情况下可克服因生理不协调引起的不结子现象,例如有人用多次扦插繁殖法克服了秘鲁番茄和栽培番茄远缘杂种的不稔性。⑤蒙导法:将杂种嫁接于亲本之一,通过砧木的蒙导可克服由于生理不协调引起的不稔性。⑥改善营养条件及其他环境条件:如在花期喷硼或生长素,增施磷钾肥,加强整枝摘心等。

远缘杂种的剧烈分离和返亲遗传

远缘杂种由于亲缘关系远,来自双亲的染色体不能正常联会,因而形成的配子染色体数目相差较大,由这些配子受精得到的植株性状相差悬殊,会产生剧烈分离现象而不易稳定,从而增加了选择的机会,但也延长了育种的年限。远缘杂种在分离过程中,由不能配对的染色体形成的配子受精后产生的植株,因生活力较差及不育性高等原因而被逐渐淘汰,最后剩下的较能正常结子的往往是由双亲的正常配子合成的双二倍体,或者是染色体基本上由一亲提供的个体,后者会造成返亲遗传现象。而在双二倍体中则有可能选得符合要求的个体。